熱塑性聚氨酯（TPU）憑借優(yōu)異的力學(xué)性能和生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)工程、柔性電子、智能驅(qū)動等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但傳統(tǒng)TPU在滿足日益增長的力學(xué)性能需求和實現(xiàn)原材料可再生目標(biāo)之間始終難以找到最優(yōu)解，這成為制約其持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。因此，開發(fā)高性能生物基聚氨酯彈性體，已成為可持續(xù)聚合物領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)傅堯教授團隊從韌帶的梯度結(jié)構(gòu)中獲取靈感，提出動態(tài)氫鍵誘導(dǎo)約束效應(yīng)（DHBCE）的創(chuàng)新分子工程策略，成功合成新型超強韌生物基呋喃類聚氨酯彈性體（PFPU）。生物基聚三亞甲基醚二醇（PO3G）作為軟相，賦予彈性體超延展性（類似韌帶膠原纖維）。2,5-呋喃二甲酰肼（FDHA）作為硬相的“可逆交聯(lián)點”，以驅(qū)動軟相和硬相的梯度連續(xù)分布。這種仿生的“軟-硬”梯度雙連續(xù)微相結(jié)構(gòu)顯著提升了彈性體的強度和韌性（斷裂強度76.54 MPa，韌性589.75 MJ m−3）。該彈性體還具有優(yōu)異的生物相容性，支持微米級3D打印成人工韌帶，在關(guān)節(jié)滑液中保持穩(wěn)定的機械性能。文章第一作者為儲玉婷，文章通訊作者為李闖教授、傅堯教授。
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